KR20230035614A - 정익 세그먼트, 및 이것을 구비하는 증기 터빈 - Google Patents

Abstract

정익 세그먼트는, 둘레 방향으로 뻗는 외측 익환과, 상기 외측 익환으로부터 직경 방향 내측으로 뻗어 있는 정익과, 시일 부재를 구비한다. 상기 정익은, 자신의 내부에 형성되며, 자신의 표면과 연통하고 있는 공동을 갖는다. 상기 외측 익환은, 익환 본체와, 2개의 익환 볼록부를 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부는, 상기 익환 본체의 가스 패스 반대면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어, 축선 방향에서 서로 간격을 두고 대향하여, 케이싱과 공동하여 2개의 익환 볼록부의 사이에 드레인 회수 공간을 형성한다. 상기 익환 본체는, 상기 공동과 상기 드레인 회수 공간을 연통시키는 익면 드레인 회수 통로를 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부 중 일방의 익환 볼록부는, 시일면을 갖는다. 상기 시일 부재는, 상기 케이싱의 일부와 상기 일방의 익환 볼록부의 상기 시일면의 사이에 배치되며, 상기 시일면에 접촉하고 있다.

Description

정익 세그먼트, 및 이것을 구비하는 증기 터빈

본 개시는, 정익(靜翼) 세그먼트, 및 이것을 구비하는 증기 터빈에 관한 것이다.

본원은, 2020년 8월 13일에, 일본에 출원된 특허출원 2020-136665호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

증기 터빈은, 일반적으로, 축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와, 복수의 정익 세그먼트와, 로터 및 복수의 정익 세그먼트의 외주를 덮는 케이싱을 구비한다. 로터는, 축선이 뻗는 축선 방향으로 긴 로터축과, 이 로터축의 외주에 장착되어 있는 복수의 동익렬을 갖는다. 복수의 정익 세그먼트는, 케이싱 내에서 축선 방향으로 나열되어 있다. 정익 세그먼트는, 하나 이상의 정익렬과, 하나 이상의 정익렬의 직경 방향 내측에 장착되어 있는 내측 익환(翼環)과, 하나 이상의 정익렬의 직경 방향 외측에 장착되어 있는 외측 익환을 갖는다. 정익렬은, 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익으로 구성된다. 복수의 정익렬의 각각은, 복수의 동익렬 중 어느 하나의 동익렬의 축선 상류 측에 배치되어 있다.

케이싱 내로 유입된 증기의 건조도(度)는, 증기 유로를 축선 하류 측으로 흐름에 따라, 점차 저하된다. 이 때문에, 복수의 정익렬 중, 축선 하류 측의 정익렬을 구성하는 복수의 정익의 표면에는, 증기 드레인이 부착되는 경우가 있다. 이 증기 드레인의 일부는, 축선 하류 측으로 흘러, 이 정익렬의 축선 하류 측에 존재하는 동익렬을 구성하는 복수의 동익(動翼)의 표면에 충돌하여, 동익을 손상시키는 경우가 있다. 이 때문에, 예를 들면, 이하의 특허문헌 1에 기재된 증기 터빈은, 증기 드레인을 회수하는 드레인 회수 기구를 구비하고 있다.

특허문헌 1에 기재된 정익은, 자신의 내부에 형성된 공동(空洞)과, 자신의 표면과 공동을 연통시키는 익면(翼面) 드레인 통로를 갖는다. 외측 익환 및 케이싱은, 서로 공동(共同)하여, 정익의 공동 내로 유입된 증기 드레인이 저류하는 공간을 형성한다. 공간에 저류한 증기 드레인은, 케이싱 외부로 배출된다. 상기 드레인 회수 기구는, 상기 공동, 상기 익면 드레인 통로, 및 공간을 갖고 구성된다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제6163299호

상기 특허문헌 1에 기재된 증기 터빈과 같이, 외측 익환과 케이싱이 서로 공동하여, 증기 드레인이 저류하는 공간을 형성하는 경우, 외측 익환과 케이싱의 사이의 간극의 시일성이 낮으면, 이 간극으로부터 증기 및 증기 드레인이 누출되는 양이 많아진다. 이 경우, 정익의 익면에 부착된 증기 드레인의 대부분을 회수하기 위하여, 증기 드레인과 함께 증기의 대부분을 공간 내로 유입시킬 필요가 있어, 증기 드레인의 회수 효율이 저하된다.

따라서, 본 개시는, 증기 드레인의 회수 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 양태로서의 정익 세그먼트는,

축선에 대한 둘레 방향으로 뻗는 외측 익환과, 상기 외측 익환으로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 내측으로 뻗고, 상기 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과, 상기 외측 익환과는 다른 부재인 시일 부재를 구비한다. 상기 복수의 정익은, 모두, 자신의 내부에 형성된 공동과, 자신의 표면과 상기 공동을 연통시키는 익면 드레인 통로를 갖는다. 상기 외측 익환은, 익환 본체와, 2개의 익환 볼록부를 갖는다. 상기 익환 본체는, 상기 둘레 방향으로 확대되어 상기 직경 방향 내측을 향하는 가스 패스면과, 상기 둘레 방향으로 확대되어 상기 가스 패스면과 서로 맞댐의 관계에 있는 가스 패스 반대면과, 익면 드레인 회수 통로를 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부는, 상기 가스 패스 반대면으로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 외측으로 돌출되어 상기 둘레 방향으로 뻗고, 상기 축선이 뻗는 축선 방향에서 서로 간격을 두고 대향하여, 상기 익환 본체의 외주 측에 존재하는 케이싱과 공동하여 상기 2개의 익환 볼록부의 사이에 드레인 회수 공간을 형성한다. 상기 익면 드레인 회수 통로는, 상기 공동으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗고 상기 가스 패스 반대면 중에서 상기 2개의 익환 볼록부의 사이의 위치에서 개구된다. 상기 2개의 익환 볼록부 중 일방의 익환 볼록부는, 시일면을 갖는다. 상기 시일 부재는, 상기 케이싱의 일부와 상기 일방의 익환 볼록부의 상기 시일면의 사이에 배치되며, 상기 시일면에 접촉하고 있다.

본 양태에서는, 정익의 익면에 부착된 증기 드레인이, 익면 드레인 통로, 공동을 거쳐, 드레인 회수 공간으로 유입된다. 본 양태에서는, 케이싱의 일부와 일방의 익환 볼록부의 시일면의 사이에 시일 부재가 배치되므로, 케이싱과 일방의 익환 볼록부의 사이의 시일성이 높아진다. 이 때문에, 케이싱과 외측 익환이 공동하여 형성되는 드레인 회수 공간과, 이 드레인 회수 공간에 인접하는 공간의 사이에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있으며, 인접하는 2개의 공간의 일방으로부터 타방으로의 증기의 유출을 억제할 수 있다. 따라서, 본 양태에서는, 드레인화되어 있지 않은 증기의 배기를 억제하면서, 드레인 회수 공간에 증기 드레인을 유도할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 양태로서의 증기 터빈은,

상기 일 양태의 정익 세그먼트와, 상기 정익 세그먼트의 외주 측을 덮는 상기 케이싱을 구비한다. 상기 케이싱은, 상기 정익 세그먼트로부터 상기 직경 방향 외측으로 멀어지고, 상기 둘레 방향으로 뻗어 상기 정익 세그먼트의 외주 측을 덮는 케이싱 본체와, 적어도 하나의 케이싱 볼록부와, 드레인 배출 통로를 갖는다. 상기 드레인 배출 통로는, 상기 드레인 회수 공간으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗어, 상기 케이싱 본체의 외주면에서 개구된다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부는, 상기 외측 익환과 공동하여, 상기 가스 패스 반대면보다 상기 직경 방향 외측이며 상기 2개의 익환 볼록부와의 사이에 상기 드레인 회수 공간이 형성되도록, 상기 케이싱 본체로부터 상기 직경 방향 내측으로 돌출되어 상기 둘레 방향으로 뻗어 있다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 일부가, 상기 2개의 익환 볼록부에 있어서의 상기 일방의 익환 볼록부와 타방의 익환 볼록부 중, 상기 타방의 익환 볼록부와 상기 축선에 대한 직경 방향의 위치가 중첩되고, 또한 상기 타방의 익환 볼록부보다, 상기 축선 방향에 있어서의 2개의 측 중 일방의 측인 축선 상류 측과 타방의 측인 축선 하류 측 중 상기 축선 하류 측에 위치한다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 상기 일부는, 상기 축선 상류 측을 향하는 케이싱 타방 측 시일면을 갖는다. 상기 타방의 익환 볼록부는, 상기 축선 하류 측을 향하여, 상기 케이싱 타방 측 시일면과 접촉 가능한 익환 타방 측 시일면을 갖는다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부는, 상기 시일 부재와 접촉하는 케이싱 일방 측 시일면을 갖는다. 상기 일방의 익환 볼록부는, 상기 케이싱 일방 측 시일면과 간격을 두고 대향하며, 상기 시일면으로서의 익환 일방 측 시일면을 갖는다. 상기 시일 부재는, 상기 케이싱 일방 측 시일면과 상기 익환 일방 측 시일면의 사이에 배치되어 있다.

정익 세그먼트는, 증기 터빈의 구동 중, 증기 유로를 흐르는 증기로부터 축선 하류 측을 향하는 힘을 받는다. 이 때문에, 이 정익 세그먼트는, 케이싱에 대하여 상대적으로 축선 하류 측으로 이동하고자 한다. 따라서, 익환 타방 측 시일면은, 케이싱 타방 측 시일면에 대하여 축선 하류 측으로 이동하여, 이 케이싱 타방 측 시일면에 접촉한다. 따라서, 본 양태에서는, 증기 터빈의 구동 중에 있어서의 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 일부와 타방의 익환 볼록부의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 일부와 타방의 익환 볼록부의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

시일 부재는, 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부의 케이싱 일방 측 시일면과, 일방의 익환 볼록부의 익환 일방 측 시일면의 사이에 배치되어 있다. 이 때문에, 본 양태에서는, 증기 터빈의 구동으로, 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부에 대하여, 일방의 익환 볼록부가 축선 하류 측으로 이동해도, 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부와 일방의 익환 볼록부의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부와 일방의 익환 볼록부의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

따라서, 본 양태에서는, 케이싱과 외측 익환이 공동하여 형성되는 드레인 회수 공간과, 이 드레인 회수 공간에 인접하는 공간의 사이에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있으며, 인접하는 2개의 공간의 일방으로부터 타방으로의 증기의 유출을 억제할 수 있다.

본 개시의 일 양태에서는, 증기 드레인의 회수 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 개시에 관한 일 실시형태에 있어서의 증기 터빈의 단면도이다.
도 2는 본 개시에 관한 제1 실시형태에 있어서의 내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 요부(要部) 단면도이다.
도 3은 본 개시에 관한 제2 실시형태에 있어서의 내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 요부 단면도이다.
도 4는 본 개시에 관한 제1 실시형태의 제1 변형예에 있어서의 내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 요부 단면도이다.
도 5는 본 개시에 관한 제1 실시형태의 제2 변형예에 있어서의 내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 요부 단면도이다.

이하, 본 개시에 관한 정익 세그먼트, 및 정익 세그먼트를 구비하는 증기 터빈의 실시형태에 대하여 설명한다.

<증기 터빈의 실시형태>

본 실시형태의 증기 터빈에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 증기 터빈은, 이분류(二分流) 배기형의 증기 터빈이다. 이 때문에, 이 증기 터빈 ST는, 제1 증기 터빈부(10a)와 제2 증기 터빈부(10b)를 구비한다. 제1 증기 터빈부(10a) 및 제2 증기 터빈부(10b)는, 모두, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전하는 로터(11)와, 로터(11)를 덮는 케이싱(20)과, 케이싱(20)에 고정되어 있는 복수의 정익 세그먼트(17)와, 증기 유입관(19)을 구비하고 있다. 또한, 이하에서는, 축선 Ar이 뻗는 방향을 축선 방향 Da, 이 축선 Ar을 중심으로 한 둘레 방향을 간단히 둘레 방향 Dc로 하고, 축선 Ar에 대하여 수직인 방향을 직경 방향 Dr로 한다. 또한, 이 직경 방향 Dr에서 축선 Ar의 측을 직경 방향 내측 Dri, 그 반대 측을 직경 방향 외측 Dro로 한다.

제1 증기 터빈부(10a)와 제2 증기 터빈부(10b)는, 증기 유입관(19)을 공유한다. 제1 증기 터빈부(10a)에서, 이 증기 유입관(19)을 제외한 부품은, 이 증기 유입관(19)을 기준으로 하여 축선 방향 Da의 일방 측에 배치되어 있다. 또, 제2 증기 터빈부(10b)에서, 이 증기 유입관(19)을 제외한 부품은, 이 증기 유입관(19)을 기준으로 하여 축선 방향 Da의 타방 측에 배치되어 있다. 또한, 각 증기 터빈부(10a, 10b)에 있어서, 상술한 축선 방향 Da에서 증기 유입관(19)의 측을 축선 상류 측 Dau, 그 반대 측을 축선 하류 측 Dad로 한다.

제1 증기 터빈부(10a)의 구성과 제2 증기 터빈부(10b)의 구성은, 기본적으로 동일하다. 이 때문에, 이하에서는, 제1 증기 터빈부(10a)에 대하여 주로 설명한다.

로터(11)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 축선 방향 Da로 뻗는 로터축(12)과, 이 로터축(12)에 장착되어 있는 복수의 동익렬(13)을 갖는다. 로터(11)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전 가능하게 베어링(18)으로 지지되어 있다. 복수의 동익렬(13)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 각 동익렬(13)은, 모두, 둘레 방향 Dc로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성된다. 제1 증기 터빈부(10a)의 로터(11)와, 제2 증기 터빈부(10b)의 로터(11)는, 동일한 축선 Ar 상에 위치하여 서로 연결되며, 축선 Ar을 중심으로 하여 일체 회전한다.

케이싱(20)은, 내측 케이싱(또는 간단히 케이싱)(30)과, 외측 케이싱(21)과, 배기 케이싱(23)을 갖는다. 내측 케이싱(30)은, 축선 Ar을 중심으로 하여 대략 원뿔상의 공간을 형성한다. 복수의 정익 세그먼트(17)는, 이 내측 케이싱(30)의 내주 측에, 축선 방향 Da로 나란히 배치되어 있다. 내측 케이싱(30)은, 예를 들면, 철강재의 일종인 SS400으로 형성되며, 정익 세그먼트(17)는, 내측 케이싱(30)보다, 증기에 대한 내식성이 높은 재료, 예를 들면, 탄소강 주강품의 일종인 SC450으로 형성되어 있다.

정익 세그먼트(17)는, 하나 이상의 정익렬(17s)과, 하나 이상의 정익렬(17s)의 직경 방향 내측 Dri에 장착되어 있는 내측 익환(17i)과, 하나 이상의 정익렬(17s)의 직경 방향 외측 Dro에 장착되어 있는 외측 익환(17o)을 갖는다. 복수의 정익 세그먼트(17) 중, 가장 축선 상류 측 Dau의 정익 세그먼트(17)는, 복수의 정익렬(17s)을 갖는다. 한편, 가장 축선 하류 측 Dad의 정익 세그먼트(17)는, 하나의 정익렬(17s)을 갖는다. 정익렬(17s)은, 둘레 방향 Dc로 나열되어 있는 복수의 정익으로 구성된다. 복수의 정익렬(17s)의 각각은, 복수의 동익렬(13) 중 어느 하나의 동익렬(13)의 축선 상류 측 Dau에 배치되어 있다. 내측 익환(17i) 및 외측 익환(17o)은, 모두, 둘레 방향 Dc로 뻗어 있다. 외측 익환(17o)은, 내측 케이싱(30)에 장착되어 있다.

외측 케이싱(21)은, 축선 Ar을 중심으로 하여 원통상을 이루고 있다. 이 외측 케이싱(21)의 내주 측에 내측 케이싱(30)이 배치되어 있다. 외측 케이싱(21)의 내주 측과 내측 케이싱(30)의 외주 측의 사이는, 케이싱 내 공간(21s)을 형성한다. 외측 케이싱(21) 중에서 축선 Ar의 바로 아래의 위치에는, 이 케이싱 내 공간(21s)에 저류한 증기 드레인을 후술하는 배기 공간(23s)으로 배출하는 드레인 배출 통로(22)가 형성되어 있다.

배기 케이싱(23)은, 디퓨저(24)와, 연결환(25)과, 하류 측 단판(26d)과, 상류 측 단판(26u)과, 측둘레판(27)을 갖는다.

디퓨저(24)는, 축선 Ar에 대하여 환상을 이루고, 축선 하류 측 Dad를 향함에 따라 점차 직경 방향 외측 Dro를 향하는 디퓨저 공간(24s)을 형성한다. 디퓨저 공간(24s) 내에는, 로터(11)의 최종단 동익렬(13f)로부터 유출된 증기가 유입된다. 또한, 최종단 동익렬(13f)이란, 복수의 동익렬(13) 중, 가장 축선 하류 측 Dad에 배치되어 있는 동익렬(13)이다. 디퓨저(24)는, 디퓨저 공간(24s)의 직경 방향 외측 Dro의 가장자리를 획정(劃定)하는 외측 디퓨저(또는, 스팀 가이드, 플로 가이드)(24o)와, 디퓨저 공간(24s)의 직경 방향 내측 Dri의 가장자리를 획정하는 내측 디퓨저(또는 베어링 콘)(24i)를 갖는다. 외측 디퓨저(24o)는, 축선 Ar에 대한 수직인 단면이 환상을 이루고, 축선 하류 측 Dad를 향함에 따라 점차 직경 방향 외측 Dro를 향하여 확대되고 있다. 내측 디퓨저(24i)도, 축선 Ar에 대한 수직인 단면이 환상을 이루고, 축선 하류 측 Dad를 향함에 따라 점차 직경 방향 외측 Dro를 향하여 확대되고 있다.

연결환(25)은, 축선 Ar을 중심으로 하여 환상을 이룬다. 이 연결환(25)은, 최종단 동익렬(13f)의 외주 측을 덮는다. 이 연결환(25)은, 외측 케이싱(21)에 장착되어 있다. 외측 디퓨저(24o)의 축선 상류 측 Dau의 단부는, 연결환(25)에 접속되어 있다. 또, 외측 디퓨저(24o)의 축선 하류 측 Dad의 단부는, 외측 케이싱(21)의 축선 하류 측 Dad의 단부에 접속되어 있다. 내측 디퓨저(24i)는, 하류 측 단판(26d)에 접속되어 있다.

배기 케이싱(23)은, 배기구(28)를 갖는다. 이 배기구(28)는, 내부로부터 직경 방향 외측 Dro이며 연직 하방향을 향하여 개구되어 있다. 이 배기구(28)에는, 증기를 물로 되돌리는 복수기 Co가 접속되어 있다. 따라서, 본 실시형태의 증기 터빈 ST는, 하방 배기형의 복수 증기 터빈이다. 배기 케이싱(23)의 하류 측 단판(26d), 상류 측 단판(26u), 및 측둘레판(27)은, 디퓨저 공간(24s)에 연통한 배기 공간(23s)을 형성한다. 이 배기 공간(23s)은, 디퓨저(24)의 외주를 축선 Ar에 대한 둘레 방향 Dc로 확대되어, 디퓨저 공간(24s)으로부터 유입된 증기를 배기구(28)로 유도한다.

하류 측 단판(26d)은, 내측 디퓨저(24i)의 직경 방향 외측 Dro의 가장자리로부터 직경 방향 외측 Dro로 확대되어, 배기 공간(23s)의 축선 하류 측 Dad의 가장자리를 획정한다. 이 하류 측 단판(26d)은, 실질적으로 축선 Ar에 대하여 수직이다. 하류 측 단판(26d)에서, 축선 Ar보다 상측의 부분은, 축선 방향 Da에서 본 형상이 대략 반원형을 이루고 있다. 한편, 하류 측 단판(26d)에서, 축선 Ar보다 하측 부분은, 축선 방향 Da에서 본 형상이 대략 직사각형을 이루고 있다. 이 하류 측 단판(26d)의 하측 가장자리는, 배기구(28)의 가장자리의 일부를 형성한다.

상류 측 단판(26u)은, 디퓨저(24)보다 축선 상류 측 Dau에 배치되어 있다. 이 상류 측 단판(26u)은, 외측 케이싱(21)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 확대되어, 배기 공간(23s)의 축선 상류 측 Dau의 가장자리를 획정한다. 이 상류 측 단판(26u)은, 실질적으로 축선 Ar에 대하여 수직이다. 따라서, 이 상류 측 단판(26u)은, 축선 방향 Da에서 간격을 두고 하류 측 단판(26d)과 대향하고 있다. 상류 측 단판(26u)의 하측 가장자리는, 배기구(28)의 가장자리의 일부를 형성한다.

측둘레판(27)은, 하류 측 단판(26d)의 직경 방향 외측 Dro의 가장자리, 및 상류 측 단판(26u)의 직경 방향 외측 Dro의 가장자리에 접속되며, 축선 방향 Da로 확대되고 또한 축선 Ar을 중심으로 하여 둘레 방향 Dc로 확대되어, 배기 공간(23s)의 직경 방향 외측 Dro의 가장자리의 부분을 획정한다. 이 측둘레판(27)은, 상측이 반원통을 이루는 가마보코형(semi-cylindrical shape)이다. 이 측둘레판(27)의 하측 가장자리는, 배기구(28)의 가장자리의 일부를 형성한다.

제1 증기 터빈부(10a)의 배기 케이싱(23)과 제2 증기 터빈부(10b)의 배기 케이싱(23)은, 서로 접속되어 일체화되어 있다.

증기는, 증기 유입관(19)으로부터 제1 증기 터빈부(10a)의 증기 유로 FP 및 제2 증기 터빈부(10b)의 증기 유로 FP 내로 유입된다. 여기에서, 각 증기 터빈부(10a, 10b)의 증기 유로 FP는, 축선 Ar에 대한 수직 단면 형상이 환상이며 축선 방향 Da로 길다. 이 증기 유로 FP의 내주 측 가장자리는, 로터축(12) 및 내측 익환(17i) 등에 의하여 획정된다. 또, 이 증기 유로 FP의 외주 측 가장자리는, 외측 익환(17o) 및 연결환(25) 등에 의하여 획정된다.

각 증기 터빈부(10a, 10b)의 증기 유로 FP로 유입된 증기는, 이 증기 유로 FP 내에 존재하는 복수의 동익에 축선 Ar 둘레의 회전력을 부여하여, 로터(11)를 회전시킨다. 로터(11)를 회전시킨 증기는, 디퓨저 공간(24s) 및 배기 공간(23s)을 거쳐, 배기구(28)로부터 복수기 Co 내로 배기된다. 복수기 Co 내로 배기된 증기는, 냉각 매체와의 열교환에 의하여 냉각되어 액체인 물로 되돌아온다.

그런데, 증기 유로 FP 내로 유입된 증기의 건조도는, 증기 유로 FP를 축선 하류 측 Dad로 흐름에 따라, 점차 저하된다. 이 때문에, 복수의 정익렬(17s) 중, 축선 하류 측 Dad의 정익렬(17s)을 구성하는 복수의 정익의 표면에는, 증기 드레인이 부착되는 경우가 있다. 이 증기 드레인의 일부는, 물방울로서, 축선 하류 측 Dad로 흐르며, 이 정익렬(17s)의 축선 하류 측 Dad에 존재하는 동익렬(13)을 구성하는 복수의 동익의 표면에 충돌하여, 동익을 손상시키는 경우가 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 증기 터빈 ST는, 증기 드레인을 회수하는 기구를 구비하고 있다. 이 기구는, 복수의 정익 세그먼트(17) 중, 가장 축선 하류 측 Dad의 최종단 정익 세그먼트(60)와, 내측 케이싱(30)에 장착되어 있다. 이하에서는, 이 기구에 대하여, 상세하게 설명한다.

<내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 제1 실시형태>

본 실시형태의 내측 케이싱 및 최종단 정익 세그먼트에 대하여, 주로, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1을 이용하여 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 최종단 정익 세그먼트(60)는, 하나의 정익렬(17s)과, 하나의 정익렬(17s)의 직경 방향 내측 Dri에 장착되어 있는 내측 익환(17i)과, 하나의 정익렬(17s)의 직경 방향 외측 Dro에 장착되어 있는 외측 익환(70(17o))을 갖는다. 이 최종단 정익 세그먼트(60)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 시일 부재(50)를 더 갖는다.

최종단 정익 세그먼트(60)에 있어서의 정익렬(17s)을 구성하는 복수의 정익(61)은, 모두, 직경 방향 Dr로 뻗고, 직경 방향 Dr에 대하여 수직인 단면 형상이 익형을 이루고 있다. 정익(61)은, 자신의 내부에 형성된 공동(62)과, 자신의 표면인 익면과 공동(62)을 연통시키는 익면 드레인 통로(63)를 갖는다.

외측 익환(70)은, 익환 본체(71)와, 2개의 익환 볼록부(80)를 갖는다. 익환 본체(71)는, 둘레 방향 Dc로 확대되어 직경 방향 내측 Dri를 향하는 가스 패스면(72)과, 둘레 방향 Dc로 확대되어 가스 패스면(72)과 서로 맞댐의 관계에 있는 가스 패스 반대면(73)과, 축선 하류 측 Dad를 향하는 익환 후단면(74)과, 익면 드레인 회수 통로(75)와, 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)와, 드레인 홈(77)을 갖는다. 익환 본체(71)의 익환 후단면(74)은, 축선 방향 Da로 간격을 두고, 축선 방향 Da에서 연결환(25)과 대향하고 있다.

2개의 익환 볼록부(80)는, 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 돌출되어 둘레 방향 Dc로 뻗고, 축선 방향 Da에서 서로 간격을 두고 대향하고 있다. 여기에서, 2개의 익환 볼록부(80) 중, 축선 상류 측 Dau의 익환 볼록부(80)를 상류 측 익환 볼록부(타방의 익환 볼록부)(80u)로 하고, 축선 하류 측 Dad의 익환 볼록부(80)를 하류 측 익환 볼록부(일방의 익환 볼록부)(80d)로 한다. 외측 익환(70)은, 2개의 익환 볼록부(80)의 축선 방향 Da에 있어서의 사이에, 내측 케이싱(30)과 공동하여 제1 드레인 회수 공간(또는, 간단히 드레인 회수 공간)(41)을 형성한다. 또, 이 외측 익환(70)은, 하류 측 익환 볼록부(80d)보다 축선 하류 측 Dad의 부분에, 내측 케이싱(30)과 공동하여 제2 드레인 회수 공간(42)을 형성한다. 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73) 중에서 2개의 익환 볼록부(80)의 사이는, 제1 드레인 회수 공간(41)의 내주 측 가장자리를 획정하는 내측 제1 공간 획정면(41i)을 이룬다. 또, 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73) 중에서 하류 측 익환 볼록부(80d)보다 축선 하류 측 Dad의 부분은, 제2 드레인 회수 공간(42)의 내주 측 가장자리를 획정하는 내측 제2 공간 획정면(42i)을 이룬다.

익환 본체(71)의 익면 드레인 회수 통로(75)는, 정익(61)의 공동(62)으로부터 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗어 내측 제1 공간 획정면(41i)에서 개구되어 있다. 즉, 익면 드레인 회수 통로(75)는, 정익(61)의 공동(62)과 제1 드레인 회수 공간(41)을 연통시킨다. 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)는, 가스 패스면(72) 중에서 정익(61)보다 축선 상류 측 Dau의 위치로부터 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗어 내측 제1 공간 획정면(41i)에서 개구되어 있다. 즉, 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)는, 익환 본체(71)의 직경 방향 내측 Dri에 존재하는 증기 유로 FP와 제1 드레인 회수 공간(41)을 연통시킨다. 드레인 홈(77)은, 가스 패스 반대면(73) 중에서 상류 측 익환 볼록부(80u)보다 축선 상류 측 Dau의 위치이며, 가스 패스 반대면(73)으로부터 직경 방향 내측 Dri로 파여 둘레 방향 Dc로 뻗는 홈이다.

상류 측 익환 볼록부(80u)는, 축선 하류 측 Dad를 향하는 익환 상류 측 시일면(82u) 및 상류 측 제1 공간 획정면(41u)을 갖는다. 상류 측 제1 공간 획정면(41u)은, 익환 상류 측 시일면(82u)보다 직경 방향 내측 Dri이고 또한 축선 하류 측 Dad에 위치한다. 따라서, 익환 상류 측 시일면(82u)은, 상류 측 제1 공간 획정면(41u)에 대하여, 축선 방향 Da로 단차가 있다. 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 축선 상류 측 Dau를 향하는 익환 하류 측 대향면(81d) 및 하류 측 제1 공간 획정면(41d)과, 축선 하류 측 Dad를 향하는 상류 측 제2 공간 획정면(42u)을 갖는다. 하류 측 제1 공간 획정면(41d)은, 익환 하류 측 대향면(81d)보다 직경 방향 내측 Dri이고 또한 축선 상류 측 Dau에 위치한다. 따라서, 익환 하류 측 대향면(81d)은, 하류 측 제1 공간 획정면(41d)에 대하여, 축선 방향 Da로 단차가 있다. 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 시일 홈(83)을 더 갖는다. 이 시일 홈(83)은, 익환 하류 측 대향면(81d)으로부터 축선 하류 측 Dad로 파여 둘레 방향 Dc로 뻗어 있다. 이 시일 홈(83)의 바닥면은, 축선 상류 측 Dau를 향하여 둘레 방향 Dc로 뻗는 익환 하류 측 시일면(또는, 간단히 시일면)(82d)을 이룬다.

내측 케이싱(30)은, 축선을 중심으로 하여 둘레 방향 Dc로 뻗어, 복수의 정익 세그먼트(17)의 외주 측을 덮는 케이싱 본체(31)와, 케이싱 본체(31)로부터 직경 방향 내측 Dri로 돌출되어 둘레 방향 Dc로 뻗는 복수의 케이싱 볼록부(33)와, 제1 드레인 배출 통로(45)와, 제2 드레인 배출 통로(46)를 갖는다. 복수의 케이싱 볼록부(33)는, 서로 간격을 두고, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 복수의 케이싱 볼록부(33) 중, 가장 축선 하류 측 Dad의 케이싱 볼록부(33)는, 최종단 볼록부(33f)를 이룬다.

케이싱 본체(31)의 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면 중에서, 최종단 볼록부(33f)보다 축선 하류 측 Dad의 부분은, 외측 제2 공간 획정면(42o)을 이룬다. 케이싱 본체(31)에서 축선 하류 측 Dad를 향하는 면은, 케이싱 후단면(32)을 이룬다. 이 케이싱 후단면(32)은, 축선 방향 Da에서 연결환(25)과 대향하고 있다. 제2 드레인 배출 통로(46)는, 이 케이싱 후단면(32)으로부터 축선 상류 측 Dau를 향하여 파이고, 직경 방향 Dr로 뻗어 있는 홈이다. 이 제2 드레인 배출 통로(46)는, 케이싱 본체(31)에서 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면의 일부인 외측 제2 공간 획정면(42o)에서 개구되어 있음과 함께, 케이싱 본체(31)에서 직경 방향 외측 Dro를 향하는 면에서도 개구되어 있다.

최종단 볼록부(33f)는, 볼록 기부(基部)(33b)와, 진입부(33i)를 갖는다. 볼록 기부(33b)는, 케이싱 본체(31)로부터 직경 방향 내측 Dri로 돌출되어 있다. 진입부(33i)는, 볼록 기부(33b)로부터 직경 방향 내측 Dri로 돌출되어, 2개의 익환 볼록부(80)의 사이로 들어간다.

진입부(33i)의 축선 상류 측 Dau를 향하는 면은, 상류 측 익환 볼록부(80u)의 익환 상류 측 시일면(82u)과 축선 방향 Da에서 대향하는 케이싱 상류 측 시일면(35u)을 이룬다. 이 케이싱 상류 측 시일면(35u)은, 볼록 기부(33b)에서 축선 상류 측 Dau를 향하는 면보다 축선 하류 측 Dad에 위치한다. 따라서, 케이싱 상류 측 시일면(35u)은, 볼록 기부(33b)에서 축선 상류 측 Dau를 향하는 면에 대하여, 축선 방향 Da로 단차가 있다. 진입부(33i)의 축선 하류 측 Dad를 향하는 면은, 하류 측 익환 볼록부(80d)의 익환 하류 측 대향면(81d)과 축선 방향 Da에서 대향하는 케이싱 하류 측 대향면(34d)을 이룬다. 이 케이싱 하류 측 대향면(34d) 중에서, 시일 홈(83)의 바닥면인 익환 하류 측 시일면(82d)과 축선 방향 Da에서 대향하는 부분은, 케이싱 하류 측 시일면(35d)을 이룬다. 볼록 기부(33b)에서 축선 하류 측 Dad를 향하는 면은, 상류 측 제2 공간 획정면(42u)을 이룬다. 케이싱 하류 측 대향면(34d)은, 볼록 기부(33b)의 상류 측 제2 공간 획정면(42u)보다 축선 상류 측 Dau에 위치한다. 따라서, 케이싱 하류 측 대향면(34d)은, 상류 측 제2 공간 획정면(42u)에 대하여, 축선 방향 Da로 단차가 있다. 진입부(33i)의 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면은, 외측 제1 공간 획정면(41o)을 이룬다. 제1 드레인 배출 통로(45)는, 최종단 볼록부(33f) 및 케이싱 본체(31)를 직경 방향 Dr로 관통하고 있다. 이 때문에, 제1 드레인 배출 통로(45)는, 진입부(33i)의 외측 제1 공간 획정면(41o)에서 개구되어 있음과 함께, 케이싱 본체(31)의 직경 방향 외측 Dro를 향하는 면에서 개구되어 있다.

제1 드레인 회수 공간(41)은, 내측 제1 공간 획정면(41i), 외측 제1 공간 획정면(41o), 상류 측 제1 공간 획정면(41u), 및 하류 측 제1 공간 획정면(41d)에서 획정되는 환상의 공간이다. 또, 제2 드레인 회수 공간(42)은, 내측 제2 공간 획정면(42i), 외측 제2 공간 획정면(42o), 및 상류 측 제2 공간 획정면(42u)에서 획정되는 환상의 공간이다. 본 실시형태의 증기 터빈은, 제3 드레인 회수 공간(43)을 더 갖는다. 이 제3 드레인 회수 공간(43)은, 최종단 정익 세그먼트(60)의 축선 상류 측 Dau에 인접하는 정익 세그먼트(17)인 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)과, 최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)의 상류 측 익환 볼록부(80u)와, 최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)의 익환 본체(71) 중에서 상류 측 익환 볼록부(80u)보다 축선 상류 측 Dau의 부분과, 내측 케이싱(30)으로 둘러싸인 공간이다. 또한, 드레인 홈(77)은, 이 제3 드레인 회수 공간(43)의 가장자리의 일부를 획정한다.

시일 부재(50)는, 외측 익환(70)의 시일 홈(83)에 들어가 있다. 이 시일 부재(50)는, 시일 홈(83)의 바닥면인 익환 하류 측 시일면(82d)과, 케이싱 하류 측 시일면(35d)에 접촉하고 있다. 시일 부재(50)는, 외측 익환(70) 및 내측 케이싱(30)과는 다른 부재이다. 즉, 시일 부재(50)는, 외측 익환(70)과 일체적이 아니거나 또는 내측 케이싱(30)과 일체적이 아니면 된다.

최종단 정익 세그먼트(60)의 축선 상류 측 Dau에 인접하는 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)과 내측 익환(17i)의 사이를 통과한 증기에는, 증기 드레인이 약간 포함되어 있는 경우가 있다. 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)의 가스 패스면(72)에는 증기 드레인이 부착되어 있는 경우가 있다. 또, 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 정익렬(17s)보다 축선 하류 측 Dad이며, 최종단 정익 세그먼트(60)의 정익렬(17s)보다 축선 상류 측 Dau에 위치하는 동익렬(13)을 구성하는 복수의 동익의 익면에도, 증기 드레인이 부착되어 있는 경우가 있다. 이들 증기 드레인의 일부는, 증기와 함께, 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)과, 최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)의 사이로부터, 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입된다. 이 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입된 증기 드레인은, 최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)에 형성되어 있는 드레인 홈(77)에 저류한다. 축선 Ar보다 상방에 위치하는 드레인 홈(77)에 저류한 증기 드레인은, 이 드레인 홈(77) 내를 하방으로 흐른다. 그리고, 이 증기 드레인은, 내측 케이싱(30) 중에서 축선 Ar의 바로 아래의 위치에 형성되어 있는 제3 드레인 배출 통로(47)(도 1 참조)로부터, 내측 케이싱(30)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)(도 1 참조)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60)의 정익렬(17s)을 구성하는 복수의 정익(61)의 익면에는, 증기 드레인이 부착되는 경우가 있다. 이 증기 드레인은, 정익(61)에 형성되어 있는 복수의 익면 드레인 통로(63)를 거쳐, 정익(61)의 내부에 형성되어 있는 공동(62) 내로 유입된다. 공동(62) 내로 유입된 증기 드레인은, 외측 익환(70)의 익면 드레인 회수 통로(75)를 거쳐, 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)에 있어서의 가스 패스면(72)에는, 증기 드레인이 부착되는 경우가 있다. 이 증기 드레인 중, 정익(61)보다 축선 상류 측 Dau에 존재하는 증기 드레인은, 외측 익환(70)에 형성되어 있는 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)를 거쳐, 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된다.

제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된 증기 드레인은, 내측 케이싱(30)에 형성되어 있는 제1 드레인 배출 통로(45)를 거쳐, 내측 케이싱(30)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 제3 드레인 회수 공간(43) 내로 유입된 증기 드레인과 동일하게, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60)의 외측 익환(70)에 있어서의 가스 패스면(72) 중에서 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)보다 축선 하류 측 Dad의 영역에 부착된 증기 드레인은, 외측 익환(70)의 익환 후단면(74)과 연결환(25)의 사이를 거쳐, 제2 드레인 회수 공간(42) 내로 유입된다. 제2 드레인 회수 공간(42) 내로 유입된 증기 드레인은, 내측 케이싱(30)에 형성되어 있는 제2 드레인 배출 통로(46)를 거쳐, 내측 케이싱(30)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 제3 드레인 회수 공간(43)이나 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된 증기 드레인과 동일하게, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60)는, 증기 터빈 ST의 구동 중, 증기 유로 FP를 흐르는 증기로부터 축선 하류 측 Dad를 향하는 힘을 받는다. 이 때문에, 이 최종단 정익 세그먼트(60)는, 내측 케이싱(30)에 대하여 상대적으로 축선 하류 측 Dad로 이동하고자 한다. 따라서, 익환 상류 측 시일면(82u)은, 케이싱 상류 측 시일면(35u)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하여, 이 케이싱 상류 측 시일면(35u)에 접촉한다. 또, 익환 상류 측 시일면(82u)은, 상류 측 제1 공간 획정면(41u)에 대하여 축선 방향 Da의 단차가 있어, 익환 상류 측 시일면(82u)과 케이싱 상류 측 시일면(35u)의 간극이 제1 드레인 회수 공간(41)에 직접 면하고 있지 않다.

따라서, 본 실시형태에서는, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 높아, 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 상류 측 Dau에 위치하는 제3 드레인 회수 공간(43)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다.

익환 하류 측 대향면(81d)은, 증기 터빈 ST가 구동하면, 케이싱 하류 측 대향면(34d)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하고, 익환 하류 측 대향면(81d)은, 케이싱 하류 측 대향면(34d)으로부터 멀어진다. 그러나, 시일 홈(83) 내에 들어가 있는 시일 부재(50)는, 이 시일 홈(83)의 바닥면인 익환 하류 측 시일면(82d)과 케이싱 하류 측 대향면(34d)의 일부인 케이싱 하류 측 시일면(35d)의 접촉을 유지한다. 또, 익환 하류 측 대향면(81d)이 하류 측 제1 공간 획정면(41d)에 대하여 축선 방향 Da의 단차가 있어, 익환 하류 측 대향면(81d)과 케이싱 하류 측 대향면(34d)의 간극이 제1 드레인 회수 공간(41)에 직접 면하고 있지 않다.

따라서, 본 실시형태에서는, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 높아, 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 하류 측 Dad에 위치하는 제2 드레인 회수 공간(42)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다.

그런데, 제3 드레인 회수 공간(43), 제1 드레인 회수 공간(41), 제2 드레인 회수 공간(42)은, 축선 상류 측 Dau로부터 축선 하류 측 Dad를 향하여, 이상의 순서로 나열되어 있다. 이 때문에, 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입되는 증기의 압력은, 제1 드레인 회수 공간(41)으로 유입되는 증기의 압력보다 높다. 또, 제1 드레인 회수 공간(41)으로 유입되는 증기의 압력은, 제2 드레인 회수 공간(42)으로 유입되는 증기의 압력보다 높다.

본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 상류 측 Dau에 위치하는 제3 드레인 회수 공간(43)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제3 드레인 회수 공간(43) 내의 압력을 제1 드레인 공간 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 하류 측 Dad에 위치하는 제2 드레인 회수 공간(42)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력을 제2 드레인 회수 공간(42) 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 있다.

만일, 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 낮아, 제3 드레인 회수 공간(43) 내의 압력을 제1 드레인 공간 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 없다고 한다. 이 경우, 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 높은 경우보다, 제3 드레인 회수 공간(43) 내의 압력이 낮아져, 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력이 높아진다. 이 때문에, 이 경우에는, 제3 드레인 회수 공간(43) 내에는, 드레인화되어 있지 않은 증기가 많이 유입되어, 불필요하게 증기를 소비하는 데다가, 제1 드레인 회수 공간(41) 내에는, 증기 드레인의 유입량이 저감되게 된다. 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입되는 증기 드레인의 유입량을 증가시키기 위하여, 각 드레인 회수 공간(43, 41) 내로 유입되는 증기의 유량을 증가시키면, 불필요하게 소비하는 증기의 유량이 증가되어 버린다.

한편, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 드레인화되어 있지 않은 증기의 배기를 억제하면서, 제3 드레인 회수 공간(43) 및 제1 드레인 회수 공간(41)으로 증기 드레인을 유도할 수 있다.

또, 만일, 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 낮아, 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력을 제2 드레인 회수 공간(42) 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 없다고 한다. 이 경우, 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 높은 경우보다, 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력이 낮아져, 제2 드레인 회수 공간(42) 내의 압력이 높아진다. 이 때문에, 이 경우에는, 제1 드레인 회수 공간(41) 내에는, 드레인화되어 있지 않은 증기가 많이 유입되어, 불필요하게 증기를 소비하는 데다가, 제2 드레인 회수 공간(42) 내에는, 증기 드레인의 유입량이 저감되게 된다. 제2 드레인 회수 공간(42) 내로 유입되는 증기 드레인의 유입량을 증가시키기 위하여, 각 드레인 회수 공간(41, 42) 내로 유입되는 증기의 유량을 증가시키면, 불필요하게 소비하는 증기의 유량이 증가되어 버린다.

한편, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 드레인화되어 있지 않은 증기의 배기를 억제하면서, 제1 드레인 회수 공간(41) 및 제2 드레인 회수 공간(42)으로 증기 드레인을 유도할 수 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 제3 드레인 회수 공간(43), 제1 드레인 회수 공간(41), 제2 드레인 회수 공간(42)에 대한 증기 드레인의 회수 효율을 높일 수 있다.

<내측 케이싱 및 정익 세그먼트의 제2 실시형태>

본 실시형태의 내측 케이싱 및 정익 세그먼트에 대하여, 주로, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1을 이용하여 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 최종단 정익 세그먼트(60a)도, 하나의 정익렬(17s)과, 하나의 정익렬(17s)의 직경 방향 내측 Dri에 장착되어 있는 내측 익환(17i)과, 하나의 정익렬(17s)의 직경 방향 외측 Dro에 장착되어 있는 외측 익환(70a(17o))을 갖는다. 이 최종단 정익 세그먼트(60a)도, 도 3에 나타내는 바와 같이, 시일 부재(50)를 더 갖는다.

최종단 정익 세그먼트(60a)에 있어서의 정익렬(17s)을 구성하는 복수의 정익(61)은, 모두, 제1 실시형태의 정익(61)과 동일하게, 공동(62)과, 익면 드레인 통로(63)를 갖는다.

외측 익환(70a)은, 익환 본체(71)와, 2개의 익환 볼록부(80a)를 갖는다. 익환 본체(71)는, 제1 실시형태와 동일하게, 둘레 방향 Dc로 확대되어 직경 방향 내측 Dri를 향하는 가스 패스면(72)과, 둘레 방향 Dc로 확대되어 가스 패스면(72)과 서로 맞댐의 관계에 있는 가스 패스 반대면(73)과, 축선 하류 측 Dad를 향하는 익환 후단면(74)과, 익면 드레인 회수 통로(75)와, 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)와, 드레인 홈(77)을 갖는다.

2개의 익환 볼록부(80a)는, 제1 실시형태와 동일하게, 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 돌출되어 둘레 방향 Dc로 뻗고, 축선 방향 Da에서 서로 간격을 두고 대향하고 있다. 외측 익환(70a)은, 2개의 익환 볼록부(80a)의 축선 방향 Da에 있어서의 사이에, 내측 케이싱(30)과 공동하여 제1 드레인 회수 공간(41)을 형성한다. 또, 이 외측 익환(70a)은, 하류 측 익환 볼록부(80da)보다 축선 하류 측 Dad의 부분에, 내측 케이싱(30)과 공동하여 제2 드레인 회수 공간(42)을 형성한다. 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73) 중에서 2개의 익환 볼록부(80a)의 사이는, 제1 드레인 회수 공간(41)의 내주 측 가장자리를 획정하는 내측 제1 공간 획정면(41i)을 이룬다. 또, 익환 본체(71)의 가스 패스 반대면(73) 중에서 하류 측 익환 볼록부(80da)보다 축선 하류 측 Dad의 부분은, 제2 드레인 회수 공간(42)의 내주 측 가장자리를 획정하는 내측 제2 공간 획정면(42i)을 이룬다.

2개의 익환 볼록부(80a) 중 상류 측 익환 볼록부(80ua)는, 축선 상류 측 Dau를 향하는 익환 상류 측 대향면(81ua)과 축선 하류 측 Dad를 향하는 상류 측 제1 공간 획정면(41u)을 갖는다. 상류 측 익환 볼록부(80ua)는, 시일 홈(83a)을 더 갖는다. 이 시일 홈(83a)은, 익환 상류 측 대향면(81ua)으로부터 축선 하류 측 Dad로 파여 둘레 방향 Dc로 뻗어 있다. 이 시일 홈(83a)의 바닥면은, 축선 상류 측 Dau를 향하여 둘레 방향 Dc로 뻗는 익환 상류 측 시일면(82ua)을 이룬다. 2개의 익환 볼록부(80a) 중 하류 측 익환 볼록부(80da)는, 축선 하류 측 Dad를 향하는 익환 하류 측 시일면(82da)과 축선 상류 측 Dau를 향하는 하류 측 제1 공간 획정면(41d)을 갖는다.

내측 케이싱(30a)은, 제1 실시형태와 동일하게, 축선을 중심으로 하여 둘레 방향 Dc로 뻗어, 복수의 정익 세그먼트(17)의 외주 측을 덮는 케이싱 본체(31)와, 케이싱 본체(31)로부터 직경 방향 내측 Dri로 돌출되어 둘레 방향 Dc로 뻗는 복수의 케이싱 볼록부(33)와, 제1 드레인 배출 통로(45a)와, 제2 드레인 배출 통로(46)를 갖는다. 복수의 케이싱 볼록부(33)는, 서로 간격을 두고, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 단, 본 실시형태에서는, 복수의 케이싱 볼록부(33) 중, 가장 축선 하류 측 Dad의 케이싱 볼록부(33)와 이 케이싱 볼록부(33)에 인접하는 케이싱 볼록부(33)가, 최종단 볼록부(33fa)를 이룬다. 최종단 볼록부(33fa)를 구성하는 2개의 케이싱 볼록부(33) 중, 축선 상류 측 Dau의 케이싱 볼록부(33)가 최종단 상류 측 볼록부(33ua)를 이루고, 축선 하류 측 Dad의 케이싱 볼록부(33)가 최종단 하류 측 볼록부(33da)를 이룬다.

케이싱 본체(31)의 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면 중에서, 최종단 상류 측 볼록부(33ua)와 최종단 하류 측 볼록부(33da)의 사이는, 외측 제1 공간 획정면(41o)을 이룬다. 또, 케이싱 본체(31)의 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면 중에서, 최종단 하류 측 볼록부(33da)보다 축선 하류 측 Dad의 부분은, 외측 제2 공간 획정면(42o)을 이룬다. 케이싱 본체(31)에서 축선 하류 측 Dad를 향하는 면은, 케이싱 후단면(32)을 이룬다. 이 케이싱 후단면(32)은, 제1 실시형태와 동일하게, 축선 방향 Da에서 연결환(25)과 대향하고 있다. 제2 드레인 배출 통로(46)는, 제1 실시형태와 동일하게, 이 케이싱 후단면(32)으로부터 축선 상류 측 Dau를 향하여 파이고, 직경 방향 Dr로 뻗어 있는 홈이다.

최종단 상류 측 볼록부(33ua)는, 축선 하류 측 Dad를 향하는 케이싱 상류 측 대향면(34ua) 및 상류 측 제1 공간 획정면(41u)을 갖는다. 케이싱 상류 측 대향면(34ua)은, 익환 상류 측 대향면(81ua)과 축선 방향 Da에서 대향한다. 이 케이싱 상류 측 대향면(34ua) 중에서, 익환 상류 측 시일면(82ua)과 대향하는 부분은, 케이싱 상류 측 시일면(35ua)을 이룬다. 상류 측 제1 공간 획정면(41u)은, 케이싱 상류 측 대향면(34ua)보다, 직경 방향 외측 Dro이고 또한 축선 하류 측 Dad에 위치한다. 최종단 하류 측 볼록부(33da)는, 축선 상류 측 Dau를 향하는 케이싱 하류 측 시일면(35da) 및 하류 측 제1 공간 획정면(41d)과, 축선 하류 측 Dad를 향하는 상류 측 제2 공간 획정면(42u)을 갖는다. 케이싱 하류 측 시일면(35da)은, 익환 하류 측 시일면(82da)과 접촉 가능하게 축선 방향 Da에서 대향한다. 하류 측 제1 공간 대향면은, 케이싱 하류 측 시일면(35da)보다 직경 방향 외측 Dro이고 또한 축선 상류 측 Dau에 위치한다.

제1 드레인 배출 통로(45a)는, 최종단 상류 측 볼록부(33ua)와 최종단 하류 측 볼록부(33da)의 사이에서, 케이싱 본체(31)를 직경 방향 Dr로 관통하고 있다. 이 때문에, 제1 드레인 배출 통로(45a)는, 외측 제1 공간 획정면(41o)에서 개구되어 있음과 함께, 케이싱 본체(31)의 직경 방향 외측 Dro를 향하는 면에서 개구되어 있다.

제1 드레인 회수 공간(41)은, 내측 제1 공간 획정면(41i), 외측 제1 공간 획정면(41o), 상류 측 제1 공간 획정면(41u), 및 하류 측 제1 공간 획정면(41d)에서 획정되는 환상의 공간이다. 또, 제2 드레인 회수 공간(42)은, 내측 제2 공간 획정면(42i), 외측 제2 공간 획정면(42o), 및 상류 측 제2 공간 획정면(42u)에서 획정되는 환상의 공간이다. 본 실시형태의 증기 터빈 ST는, 제3 드레인 회수 공간(43)을 더 갖는다. 이 제3 드레인 회수 공간(43)은, 제1 실시형태와 동일하게, 최종단 정익 세그먼트(60a)의 축선 상류 측 Dau에 인접하는 정익 세그먼트(17)인 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)과, 최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)의 상류 측 익환 볼록부(80ua)와, 최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)의 익환 본체(71) 중에서 상류 측 익환 볼록부(80ua)보다 축선 상류 측 Dau의 부분과, 내측 케이싱(30a)으로 둘러싸인 공간이다.

시일 부재(50)는, 외측 익환(70a)의 시일 홈(83a)에 들어가 있다. 이 시일 부재(50)는, 시일 홈(83a)의 바닥면인 익환 상류 측 시일면(82ua)과 케이싱 상류 측 시일면(35ua)에 접촉하고 있다. 시일 부재(50)는, 제1 실시형태와 동일하게, 외측 익환(70a), 내측 케이싱(30a)과는 다른 부재이다.

본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 상류 측 정익 세그먼트(60u)의 외측 익환(70)과, 최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)의 사이로부터, 증기 유로 FP 내의 증기 및 증기 드레인이 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입된다. 이 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입된 증기 드레인은, 최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)에 형성되어 있는 드레인 홈(77)에 저류한다. 축선 Ar보다 상방에 위치하는 드레인 홈(77)에 저류한 증기 드레인은, 이 드레인 홈(77) 내를 하방으로 흐른다. 그리고, 이 증기 드레인은, 내측 케이싱(30a) 중에서 축선 Ar의 바로 아래의 위치에 형성되어 있는 제3 드레인 배출 통로(47)(도 1 참조)로부터, 내측 케이싱(30a)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60a)의 정익렬(17s)을 구성하는 복수의 정익(61)의 익면에 부착된 증기 드레인은, 본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 정익(61)에 형성되어 있는 복수의 익면 드레인 통로(63)를 거쳐, 정익(61)의 내부에 형성되어 있는 공동(62) 내로 유입된다. 공동(62) 내로 유입된 증기 드레인은, 외측 익환(70a)의 익면 드레인 회수 통로(75)를 거쳐, 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)에 있어서의 가스 패스면(72)에는, 증기 드레인이 부착되는 경우가 있다. 이 증기 드레인 중, 정익(61)보다 축선 상류 측 Dau에 존재하는 증기 드레인은, 제1 실시형태와 동일하게, 외측 익환(70a)에 형성되어 있는 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)를 거쳐, 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된다.

제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된 증기 드레인은, 제1 실시형태와 동일하게, 내측 케이싱(30a)에 형성되어 있는 제1 드레인 배출 통로(45a)를 거쳐, 내측 케이싱(30a)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)(도 1 참조)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

최종단 정익 세그먼트(60a)의 외측 익환(70a)에 있어서의 가스 패스면(72) 중에서 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)보다 축선 하류 측 Dad의 영역에 부착된 증기 드레인은, 제1 실시형태와 동일하게, 외측 익환(70a)의 익환 후단면(74)과 연결환(25)의 사이를 거쳐, 제2 드레인 회수 공간(42) 내로 유입된다. 제2 드레인 회수 공간(42) 내로 유입된 증기 드레인은, 내측 케이싱(30a)에 형성되어 있는 제2 드레인 배출 통로(46)를 거쳐, 내측 케이싱(30a)과 외측 케이싱(21)의 사이의 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된다. 케이싱 내 공간(21s)으로 유입된 증기 드레인은, 제3 드레인 회수 공간(43)이나 제1 드레인 회수 공간(41) 내로 유입된 증기 드레인과 동일하게, 외측 케이싱(21)에 형성되어 있는 드레인 배출 통로(22)를 거쳐, 배기 공간(23s)으로 배출된다. 배기 공간(23s) 내의 배기된 증기 드레인은, 여기를 흐르는 증기와 함께, 배기구(28)를 거쳐 복수기 Co 내로 유입된다.

본 실시형태에 있어서도, 최종단 정익 세그먼트(60a)는, 제1 실시형태와 동일하게, 증기 터빈 ST의 구동 중, 증기 유로 FP를 흐르는 증기로부터 축선 하류 측 Dad를 향하는 힘을 받는다. 이 때문에, 이 최종단 정익 세그먼트(60a)는, 내측 케이싱(30a)에 대하여 상대적으로 축선 하류 측 Dad로 이동하고자 한다. 따라서, 익환 하류 측 시일면(82da)은, 케이싱 하류 측 시일면(35da)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하여, 이 케이싱 하류 측 시일면(35da)에 접촉한다. 따라서, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 최종단 하류 측 볼록부(33da)와 하류 측 익환 볼록부(80da)의 사이의 시일성이 높아, 최종단 하류 측 볼록부(33da)와 하류 측 익환 볼록부(80da)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 하류 측 Dad에 위치하는 제2 드레인 회수 공간(42)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다.

또, 익환 상류 측 대향면(81ua)은, 증기 터빈 ST가 구동하면, 케이싱 상류 측 대향면(34ua)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하고, 익환 상류 측 대향면(81ua)은, 케이싱 상류 측 대향면(34ua)으로부터 멀어진다. 그러나, 시일 홈(83a) 내에 들어가 있는 시일 부재(50)는, 이 시일 홈(83a)의 바닥면인 익환 상류 측 시일면(82ua)과 케이싱 상류 측 대향면(34ua)의 일부인 케이싱 상류 측 시일면(35ua)의 접촉을 유지한다. 따라서, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 최종단 상류 측 볼록부(33ua)와 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 사이의 시일성이 높아, 최종단 상류 측 볼록부(33ua)와 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 상류 측 Dau에 위치하는 제3 드레인 회수 공간(43)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다.

그런데, 제3 드레인 회수 공간(43), 제1 드레인 회수 공간(41), 제2 드레인 회수 공간(42)은, 제1 실시형태와 동일하게, 축선 상류 측 Dau로부터 축선 하류 측 Dad를 향하여, 이상의 순서로 나열되어 있다. 이 때문에, 제3 드레인 회수 공간(43)으로 유입되는 증기의 압력은, 제1 드레인 회수 공간(41)으로 유입되는 증기의 압력보다 높다. 또, 제1 드레인 회수 공간(41)으로 유입되는 증기의 압력은, 제2 드레인 회수 공간(42)으로 유입되는 증기의 압력보다 높다.

본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 상류 측 볼록부(33ua)와 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 상류 측 Dau에 위치하는 제3 드레인 회수 공간(43)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제3 드레인 회수 공간(43) 내의 압력을 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 최종단 하류 측 볼록부(33da)와 하류 측 익환 볼록부(80da)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 제1 드레인 회수 공간(41)과, 이 제1 드레인 회수 공간(41)의 축선 하류 측 Dad에 위치하는 제2 드레인 회수 공간(42)에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제1 드레인 회수 공간(41) 내의 압력을 제2 드레인 회수 공간(42) 내의 압력보다 높은 압력으로 유지할 수 있다.

따라서, 본 실시형태에서도, 제1 실시형태와 동일하게, 제3 드레인 회수 공간(43), 제1 드레인 회수 공간(41), 제2 드레인 회수 공간(42)에 대한 증기 드레인의 회수 효율을 높일 수 있다.

<제1 실시형태의 제1 변형예>

제1 실시형태에서는, 하류 측 익환 볼록부(80d)에서 축선 상류 측 Dau를 향하는 익환 하류 측 대향면(81d)으로부터 축선 하류 측 Dad로 파이는 시일 홈(83) 내에 시일 부재(50)를 배치하고 있다. 그러나, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하류 측 익환 볼록부(80d)에서 직경 방향 외측 Dro를 향하는 익환 하류 측 대향면(81db)으로부터 직경 방향 내측 Dri로 파이는 시일 홈(83b) 내에 시일 부재(50)를 배치해도 된다. 이 경우, 시일 홈(83b)의 홈 바닥면은, 직경 방향 외측 Dro를 향하여 둘레 방향 Dc로 뻗는 익환 하류 측 시일면(82db)을 이룬다. 또, 최종단 볼록부(33f)의 볼록 기부(33b) 중에서, 진입부(33i)보다 축선 하류 측 Dad의 위치에서 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면이, 케이싱 하류 측 대향면(34db)을 이룬다. 또한, 이 케이싱 하류 측 대향면(34db) 중에서 익환 하류 측 시일면(82db)과 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분이 케이싱 하류 측 시일면(35db)을 이룬다.

본 변형예는, 이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시형태의 변형예이다. 그러나, 제2 실시형태에 있어서도, 본 변형예와 동일하게 변형해도 된다. 즉, 제2 실시형태에 있어서, 상류 측 익환 볼록부(80u)에서 직경 방향 외측 Dro를 향하는 익환 상류 측 대향면으로부터 직경 방향 내측 Dri로 파이는 시일 홈 내에 시일 부재(50)를 배치해도 된다. 이 경우, 시일 홈의 홈 바닥면은, 직경 방향 외측 Dro를 향하여 둘레 방향 Dc로 뻗는 익환 상류 측 시일면을 이룬다. 또, 최종단 상류 측 볼록부(33ua) 중에서 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면이, 케이싱 상류 측 대향면을 이룬다. 또한, 이 케이싱 상류 측 대향면 중에서 익환 상류 측 시일면과 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분이 케이싱 상류 측 시일면을 이룬다.

<제1 실시형태의 제2 변형예>

제1 실시형태에서는, 하류 측 익환 볼록부(80d)에 시일 홈(83)을 형성하고 있다. 그러나, 도 5에 나타내는 바와 같이, 최종단 볼록부(33f)에 시일 홈(83c)을 형성해도 된다. 이 경우, 이 시일 홈(83c)은, 최종단 볼록부(33f)의 케이싱 하류 측 대향면(34d)으로부터 축선 상류 측 Dau를 향하여 파인다. 이 시일 홈(83c)의 홈 바닥면이 케이싱 하류 측 시일면(35d)을 이룬다. 또, 하류 측 익환 볼록부(80d)의 익환 하류 측 대향면(81d) 중에서, 케이싱 하류 측 시일면(35d)과 대향하는 부분이 익환 하류 측 시일면(82d)을 이룬다.

본 제2 변형예는, 이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시형태의 변형예이다. 그러나, 제2 실시형태나 제1 실시형태의 제1 변형예에 있어서도, 본 제2 변형예와 동일하게 변형해도 된다. 즉, 최종단 볼록부에 시일 홈을 형성해도 된다.

<그 외의 변형예>

이상의 실시형태 및 각 변형예의 증기 터빈은, 모두, 이분류 배기형의 증기 터빈이다. 그러나, 증기 터빈은, 이분류 배기형일 필요성은 없고, 단류 배기형이어도 된다.

<부기(付記)>

이상의 실시형태에 있어서의 정익 세그먼트(60, 60a)는, 예를 들면, 이하와 같이 파악된다.

(1) 제1 양태에 있어서의 정익 세그먼트(60, 60a)는,

축선 Ar에 대한 둘레 방향 Dc로 뻗는 외측 익환(70, 70a)과, 상기 외측 익환(70, 70a)으로부터 상기 축선 Ar에 대한 직경 방향 내측 Dri로 뻗고, 상기 둘레 방향 Dc로 나열되어 있는 복수의 정익(61)과, 상기 외측 익환(70, 70a)과는 다른 부재로 형성되어 있는 시일 부재(50)를 구비한다. 상기 복수의 정익(61)은, 모두, 자신의 내부에 형성된 공동(62)과, 자신의 표면과 상기 공동(62)을 연통시키는 익면 드레인 통로(63)를 갖는다. 상기 외측 익환(70, 70a)은, 익환 본체(71)와, 2개의 익환 볼록부(80, 80a)를 갖는다. 상기 익환 본체(71)는, 상기 둘레 방향 Dc로 확대되어 상기 직경 방향 내측 Dri를 향하는 가스 패스면(72)과, 상기 둘레 방향 Dc로 확대되어 상기 가스 패스면(72)과 서로 맞댐의 관계에 있는 가스 패스 반대면(73)과, 익면 드레인 회수 통로(75)를 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)는, 상기 가스 패스 반대면(73)으로부터 상기 축선 Ar에 대한 직경 방향 외측 Dro로 돌출되어 상기 둘레 방향 Dc로 뻗고, 상기 축선 Ar이 뻗는 축선 방향 Da에서 서로 간격을 두고 대향하여, 상기 익환 본체(71)의 외주 측에 존재하는 케이싱(30, 30a)과 공동하여 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이에 드레인 회수 공간(41)을 형성한다. 상기 익면 드레인 회수 통로(75)는, 상기 공동(62)으로부터 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗고 상기 가스 패스 반대면(73) 중에서 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이의 위치에서 개구된다. 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a) 중 일방의 익환 볼록부(80, 80a)는, 시일면(82d, 82ua, 82db)을 갖는다. 상기 시일 부재(50)는, 상기 케이싱(30)의 일부와 상기 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 상기 시일면(82d, 82ua, 82db)의 사이에 배치되며, 상기 시일면(82d, 82ua, 82db)에 접촉하고 있다.

본 양태에서는, 정익(61)의 익면에 부착된 증기 드레인이, 익면 드레인 통로(63), 공동(62)을 거쳐, 드레인 회수 공간(41)으로 유입된다. 본 양태에서는, 케이싱(30, 30a)의 일부와 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 시일면(82d, 82ua, 82db)의 사이에 시일 부재(50)가 배치되므로, 케이싱(30, 30a)과 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이의 시일성이 높아진다. 이 때문에, 케이싱(30, 30a)과 외측 익환(70, 70a)이 공동하여 형성되는 드레인 회수 공간(41)과, 이 드레인 회수 공간(41)에 인접하는 공간의 사이에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있으며, 인접하는 2개의 공간의 일방으로부터 타방으로의 증기의 유출을 억제할 수 있다. 따라서, 본 양태에서는, 드레인화되어 있지 않은 증기의 배기를 억제하면서, 드레인 회수 공간(41)으로 증기 드레인을 유도할 수 있다.

(2) 제2 양태에 있어서의 정익 세그먼트(60, 60a)는,

상기 제1 양태의 정익 세그먼트(60, 60a)에 있어서, 상기 익환 본체(71)는, 상기 가스 패스면(72)로부터 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗고 상기 가스 패스 반대면(73) 중에서 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이의 위치에서 개구되는 가스 패스면 드레인 회수 통로(76)를 갖는다.

본 양태에서는, 익환 본체(71)의 가스 패스면(72)에 부착된 증기 드레인을 회수할 수 있다.

(3) 제3 양태에 있어서의 정익 세그먼트(60, 60a)는,

상기 제1 양태 또는 상기 제2 양태의 정익 세그먼트(60, 60a)에 있어서, 상기 익환 본체(71)는, 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a) 중에서, 상기 축선 방향 Da에 있어서의 2개의 측 중 일방의 측인 축선 상류 측 Dau에 위치하는 상류 측 익환 볼록부(80u, 80ua)보다 상기 축선 상류 측 Dau에서, 상기 가스 패스 반대면(73)으로부터 상기 직경 방향 내측 Dri로 파여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는 드레인 홈(77)을 갖는다.

본 양태에서는, 당해 정익 세그먼트(60, 60a)보다 축선 상류 측 Dau로부터의 증기 드레인을 드레인 홈(77)에서 회수할 수 있다.

(4) 제4 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제1 양태 내지 상기 제3 양태 중 어느 일 양태의 정익 세그먼트(60, 60a)와, 상기 정익 세그먼트(60, 60a)의 외주 측을 덮는 상기 케이싱(30, 30a)을 구비한다. 상기 케이싱(30, 30a)은, 상기 정익 세그먼트(60, 60a)로부터 상기 직경 방향 외측 Dro로 멀어져, 상기 둘레 방향 Dc로 뻗고 상기 정익 세그먼트(60, 60a)의 외주 측을 덮는 케이싱 본체(31)와, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)와, 드레인 배출 통로(45, 45a)를 갖는다. 상기 드레인 배출 통로(45, 45a)는, 상기 드레인 회수 공간(41)으로부터 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗어, 상기 케이싱 본체(31)의 외주면에서 개구된다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)는, 상기 외측 익환(70)과 공동하여, 상기 가스 패스 반대면(73)보다 상기 직경 방향 외측 Dro이며 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)와의 사이에 상기 드레인 회수 공간(41)이 형성되도록, 상기 케이싱 본체(31)로부터 상기 직경 방향 내측 Dri로 돌출되어 상기 둘레 방향 Dc로 뻗어 있다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 일부가, 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)에 있어서의 상기 일방의 익환 볼록부(80, 80a)와 타방의 익환 볼록부(80, 80a) 중, 상기 타방의 익환 볼록부(80, 80a)와 상기 축선 Ar에 대한 직경 방향 Dr의 위치가 중첩되고, 또한 상기 타방의 익환 볼록부(80, 80a)보다, 상기 축선 방향 Da에 있어서의 2개의 측 중 일방의 측인 축선 상류 측 Dau와 타방의 측인 축선 하류 측 Dad 중 상기 축선 하류 측 Dad에 위치한다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 상기 일부는, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하는 케이싱 타방 측 시일면(35u, 35da)을 갖는다. 상기 타방의 익환 볼록부(80, 80a)는, 상기 축선 하류 측 Dad를 향하여, 상기 케이싱 타방 측 시일면(35u, 35da)와 접촉 가능한 익환 타방 측 시일면(82u, 82da)을 갖는다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 다른 일부는, 상기 시일 부재(50)와 접촉하는 케이싱 일방 측 시일면(35d, 35ua)을 갖는다. 상기 일방의 익환 볼록부(80, 80a)는, 상기 케이싱 일방 측 시일면(35d, 35ua)과 간격을 두고 대향하며, 상기 시일면(82d, 82ua, 82db)으로서의 익환 일방 측 시일면(82d, 82ua, 82db)을 갖는다. 상기 시일 부재(50)는, 상기 케이싱 일방 측 시일면(35d, 35ua)과 상기 익환 일방 측 시일면(82d, 82ua, 82db)의 사이에 배치되어 있다.

정익 세그먼트(60, 60a)는, 증기 터빈 ST의 구동 중, 증기 유로 FP를 흐르는 증기로부터 축선 하류 측 Dad를 향하는 힘을 받는다. 이 때문에, 이 정익 세그먼트(60, 60a)는, 케이싱(30, 30a)에 대하여 상대적으로 축선 하류 측 Dad로 이동하고자 한다.

따라서, 익환 타방 측 시일면(82u, 82da)은, 케이싱 타방 측 시일면(35u, 35da)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하여, 이 케이싱 타방 측 시일면(35u, 35da)에 접촉한다. 따라서, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 일부와 타방의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 일부와 타방의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

시일 부재(50)는, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 다른 일부의 케이싱 일방 측 시일면(35d, 35ua)과, 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 익환 일방 측 시일면(82d, 82ua, 82db)의 사이에 배치되어 있다. 이 때문에, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동으로, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 다른 일부에 대하여, 일방의 익환 볼록부(80, 80a)가 축선 하류 측 Dad로 이동해도, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 다른 일부와 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 다른 일부와 일방의 익환 볼록부(80, 80a)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

따라서, 본 양태에서는, 케이싱(30, 30a)과 외측 익환(70, 70a)이 공동하여 형성되는 드레인 회수 공간(41)과, 이 드레인 회수 공간(41)에 인접하는 공간의 사이에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있으며, 인접하는 2개의 공간의 일방으로부터 타방으로의 증기의 유출을 억제할 수 있다.

(5) 제5 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제4 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 2개의 익환 볼록부(80) 중에서, 상기 축선 상류 측 Dau에 위치하는 상류 측 익환 볼록부(80u)는, 상기 타방의 익환 볼록부(80)를 이룬다. 상기 상류 측 익환 볼록부(80u)는, 상기 축선 하류 측 Dad를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는, 상기 익환 타방 측 시일면(82u)으로서의 익환 상류 측 시일면(82u)을 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부(80) 중에서, 상기 상류 측 익환 볼록부(80u)보다 상기 축선 하류 측 Dad에 위치하는 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 상기 일방의 익환 볼록부(80)를 이룬다. 상기 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗거나, 또는 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는, 상기 익환 일방 측 시일면(82d)으로서의 익환 하류 측 시일면(82d)을 갖는다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)의 적어도 일부가 상기 2개의 익환 볼록부(80)의 사이로 들어간다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)는, 외측 공간 획정면(41o)과, 상기 케이싱 일방 측 시일면(35d)으로서의 케이싱 하류 측 시일면(35d)과, 상기 케이싱 타방 측 시일면(35u)로서의 케이싱 상류 측 시일면(35u)을 갖는다. 상기 외측 공간 획정면(41o)은, 상기 가스 패스 반대면(73) 중에서 상기 2개의 익환 볼록부(80)의 사이의 부분인 내측 공간 획정면(41i)과 상기 축선 Ar에 대한 직경 방향 Dr에서 간격을 두고 대향한다. 상기 케이싱 상류 측 시일면(35u)은, 상기 익환 상류 측 시일면(82u)과 접촉 가능하게 상기 익환 상류 측 시일면(82u)과 대향한다. 상기 케이싱 하류 측 시일면(35d)은, 상기 익환 하류 측 시일면(82d)과 간격을 두고 대향한다. 상기 시일 부재(50)는, 상기 케이싱 하류 측 시일면(35d)과 상기 익환 하류 측 시일면(82d)의 사이에 배치되어 있다.

본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동으로, 상류 측 익환 볼록부(80u)가 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하면, 익환 상류 측 시일면(82u)이 케이싱 상류 측 시일면(35u)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하여, 이 케이싱 상류 측 시일면(35u)에 접촉한다. 따라서, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

시일 부재(50)는, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)의 케이싱 하류 측 시일면(35d)과, 하류 측 익환 볼록부(80d)의 익환 하류 측 시일면(82d)의 사이에 배치되어 있다.

이 때문에, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동으로, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)에 대하여, 하류 측 익환 볼록부(80d)가 축선 하류 측 Dad로 이동해도, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성이 높아, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

(6) 제6 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제5 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)의 상기 적어도 일부가 상기 2개의 익환 볼록부(80)의 사이에 들어가는 진입부(33i)를 이룬다. 상기 진입부(33i)는, 상기 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면과, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하는 상기 케이싱 상류 측 시일면(35u)과, 상기 축선 하류 측 Dad를 향하는 케이싱 하류 측 대향면(34d)을 갖는다. 상기 진입부(33i)의 상기 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면이 상기 외측 공간 획정면(41o)을 이룬다. 상기 진입부(33i)의 상기 케이싱 하류 측 대향면(34d)은, 상기 하류 측 익환 볼록부(80d)에서 상기 축선 상류 측 Dau를 향하는 면의 일부인 익환 하류 측 대향면(81d)과, 상기 축선 방향 Da에서 대향한다. 상기 케이싱 상류 측 시일면(35u)과 상기 익환 상류 측 시일면(82u)의 사이의 상기 축선 방향 Da의 거리는, 상기 케이싱 하류 측 대향면(34d)과 상기 익환 하류 측 대향면(81d)의 사이의 상기 축선 방향 Da의 거리보다 작거나, 또는 0이다.

(7) 제7 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제6 양태에 기재된 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 상류 측 익환 볼록부(80u)는, 상기 익환 상류 측 시일면(82u)보다 상기 직경 방향 내측 Dri에 위치하며, 상기 축선 하류 측 Dad를 향하여, 상기 드레인 회수 공간(41)의 상기 축선 상류 측 Dau의 가장자리를 획정하는 상류 측 공간 획정면(41u)을 갖는다. 상기 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 상기 익환 하류 측 대향면(81d)보다 상기 직경 방향 내측 Dri에 위치하고, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하여, 상기 드레인 회수 공간(41)의 상기 축선 하류 측 Dad의 가장자리를 획정하는 하류 측 공간 획정면(41d)을 갖는다. 상기 상류 측 공간 획정면(41u)은, 상기 익환 상류 측 시일면(82u)보다 상기 축선 하류 측 Dad에 위치한다. 상기 하류 측 공간 획정면(41d)은, 상기 익환 하류 측 대향면(81d)보다 상기 축선 상류 측 Dau에 위치한다.

본 양태에서는, 익환 상류 측 시일면(82u)이 상류 측 공간 획정면(41u)에 대하여 축선 방향 Da의 단차가 있어, 익환 상류 측 시일면(82u)과 케이싱 상류 측 시일면(35u)의 간극이 드레인 회수 공간(41)에 직접 면하고 있지 않다. 이 때문에, 본 양태에서는, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 상류 측 익환 볼록부(80u)의 사이의 시일성을 높일 수 있다. 또, 본 양태에서는, 익환 하류 측 대향면(81d)이 하류 측 공간 획정면(41d)에 대하여 축선 방향 Da의 단차가 있어, 익환 하류 측 대향면(81d)과 케이싱 하류 측 대향면(34d)의 간극이 드레인 회수 공간(41)에 직접 면하고 있지 않다. 이 때문에, 본 양태에서는, 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f)와 하류 측 익환 볼록부(80d)의 사이의 시일성을 높일 수 있다.

(8) 제8 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제6 양태 또는 상기 제7 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 하류 측 익환 볼록부(80d)는, 상기 익환 하류 측 대향면(81d)으로부터 상기 축선 하류 측 Dad로 파이고, 상기 둘레 방향 Dc로 뻗어, 상기 시일 부재(50)가 들어가는 시일 홈(83)을 갖는다. 상기 시일 홈(83)의 바닥면이, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는 상기 익환 하류 측 시일면(82d)을 이룬다.

(9) 제9 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제4 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 2개의 익환 볼록부(80a) 중에서, 상기 축선 상류 측 Dau에 위치하는 상류 측 익환 볼록부(80ua)는, 상기 일방의 익환 볼록부(80a)를 이룬다. 상기 상류 측 익환 볼록부(80ua)는, 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗거나, 또는 상기 축선 상류 측 Dau를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는, 상기 익환 일방 측 시일면(82ua)으로서의 익환 상류 측 시일면(82ua)을 갖는다. 상기 2개의 익환 볼록부(80a) 중에서, 상기 축선 하류 측 Dad에 위치하는 하류 측 익환 볼록부(80da)는, 상기 타방의 익환 볼록부(80a)를 이룬다. 상기 하류 측 익환 볼록부(80da)는, 상기 축선 하류 측 Dad를 향하여 상기 둘레 방향 Dc로 뻗는, 상기 익환 타방 측 시일면(82da)으로서의 익환 하류 측 시일면(82da)을 갖는다. 상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33fa)는, 상기 축선 방향 Da에서 서로 간격을 두고 대향하는 2개의 케이싱 볼록부(33ua, 33da)를 갖는다. 상기 케이싱 본체(31)에서 상기 직경 방향 내측 Dri를 향하는 면 중에서 상기 2개의 케이싱 볼록부(33ua, 33da)의 사이의 부분은, 상기 가스 패스 반대면(73) 중에서 상기 2개의 익환 볼록부(80a)의 사이의 부분인 내측 공간 획정면(41i)과 상기 축선 Ar에 대한 직경 방향 Dr에서 간격을 두고 대향하는 외측 공간 획정면(41o)을 이룬다. 상기 2개의 케이싱 볼록부(33ua, 33da) 중, 상기 축선 상류 측 Dau의 상류 측 케이싱 볼록부(33ua)는, 상기 익환 상류 측 시일면(82ua)과 간격을 두고 대향하는, 상기 케이싱 일방 측 시일면(35ua)으로서의 케이싱 상류 측 시일면(35ua)을 갖는다. 상기 2개의 케이싱 볼록부(33ua, 33da) 중, 상기 축선 하류 측 Dad의 하류 측 케이싱 볼록부(33da)는, 상기 축선 상류 측 Dau를 향하고, 상기 익환 하류 측 시일면(82da)과 접촉 가능하게 상기 익환 하류 측 시일면(82da)과 대향하는, 상기 케이싱 타방 측 시일면(35da)으로서의 케이싱 하류 측 시일면(35da)을 갖는다. 상기 시일 부재(50)는, 상기 케이싱 상류 측 시일면(35ua)과 상기 익환 상류 측 시일면(82ua)의 사이에 배치되어 있다.

정익 세그먼트(60a)는, 증기 터빈 ST의 구동 중, 증기 유로 FP를 흐르는 증기로부터 축선 하류 측 Dad를 향하는 힘을 받는다. 이 때문에, 이 정익 세그먼트(60a)는, 케이싱(30a)에 대하여 상대적으로 축선 하류 측 Dad로 이동하고자 한다. 따라서, 하류 측 익환 볼록부(80da)의 익환 하류 측 시일면(82da)은, 하류 측 케이싱 볼록부(33da)의 케이싱 하류 측 시일면(35da)에 대하여 축선 하류 측 Dad로 이동하여, 이 케이싱 하류 측 시일면(35da)에 접촉한다. 따라서, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동 중에 있어서의 하류 측 케이싱 볼록부(33da)와 하류 측 익환 볼록부(80da)의 사이의 시일성이 높아, 하류 측 케이싱 볼록부(33da)와 하류 측 익환 볼록부(80da)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

시일 부재(50)는, 상류 측 케이싱 볼록부(33ua)의 케이싱 상류 측 시일면(35ua)과, 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 익환 상류 측 시일면(82ua)의 사이에 배치되어 있다.

이 때문에, 본 양태에서는, 증기 터빈 ST의 구동으로, 상류 측 케이싱 볼록부(33ua)에 대하여, 상류 측 익환 볼록부(80ua)가 축선 하류 측 Dad로 이동해도, 상류 측 케이싱 볼록부(33ua)와 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 사이의 시일성이 높아, 상류 측 케이싱 볼록부(33ua)와 상류 측 익환 볼록부(80ua)의 사이로부터의 증기 누출을 억제할 수 있다.

(10) 제10 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제4 양태 내지 상기 제9 양태 중 어느 일 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 외측 익환(70, 70a)과 상기 케이싱(30, 30a)은, 서로 공동하여, 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a)와의 사이의 상기 드레인 회수 공간(41)인 제1 드레인 회수 공간(41) 외에, 상기 케이싱 본체(31)와 상기 가스 패스 반대면(73)의 사이이며, 상기 2개의 익환 볼록부(80, 80a) 중에서 상기 축선 하류 측 Dad에 위치하는 하류 측 익환 볼록부(80d, 80da)를 통하여, 상기 제1 드레인 회수 공간(41)의 상기 축선 하류 측 Dad에 인접하는 제2 드레인 회수 공간(42)이 형성되도록, 구성되어 있다. 상기 케이싱 본체(31)는, 상기 제2 드레인 회수 공간(42)으로부터 상기 직경 방향 외측 Dro를 향하여 뻗어, 상기 케이싱 본체(31)의 외주면에서 개구되는 제2 드레인 배출 통로(46)를 갖는다.

본 양태에서는, 외측 익환(70)의 가스 패스면(72)에 부착된 증기 드레인의 일부가, 외측 익환(70, 70a)의 후단면(74)과, 이 외측 익환(70)의 축선 하류 측 Dad에 존재하는 부재의 사이로부터 제2 드레인 회수 공간(42)으로 유입된다. 본 양태에서는, 하류 측 익환 볼록부(80d, 80da)와 적어도 하나의 케이싱 볼록부(33f, 33fa)의 사이의 시일성이 높기 때문에, 제1 드레인 회수 공간(41)과 제2 드레인 회수 공간(42)의 사이에 압력 차가 있어도, 이 압력 차를 유지할 수 있으며, 인접하는 2개의 공간(41, 42)의 일방으로부터 타방으로의 증기의 유출을 억제할 수 있다. 따라서, 본 양태에서는, 드레인화되어 있지 않은 증기의 배기를 억제하면서, 제1 드레인 회수 공간(41) 및 제2 드레인 회수 공간(42)으로 증기 드레인을 유도할 수 있다.

(11) 제11 양태에 있어서의 증기 터빈 ST는,

상기 제4 양태 내지 상기 제10 양태 중 어느 일 양태의 증기 터빈 ST에 있어서, 상기 정익 세그먼트(60, 60a)는, 상기 케이싱(30, 30a)보다, 증기에 대한 내식성이 높은 재료로 형성되어 있다.

본 양태에서는, 증기에 의한 정익 세그먼트(60, 60a)의 부식을 억제할 수 있다.

본 개시의 일 양태에서는, 증기 드레인의 회수 효율을 높일 수 있다.

10a: 제1 증기 터빈부
10b: 제2 증기 터빈부
11: 로터
12: 로터축
13: 동익렬
13f: 최종단 동익렬
17: 정익 세그먼트
17s: 정익렬
17i: 내측 익환
17o: 외측 익환
18: 베어링
19: 증기 유입관
20: 케이싱
21: 외측 케이싱
21s: 케이싱 내 공간
22: 드레인 배출 통로
23: 배기 케이싱
23s: 배기 공간
24: 디퓨저
24s: 디퓨저 공간
24o: 외측 디퓨저
24i: 내측 디퓨저
25: 연결환
26d: 하류 측 단판
26u: 상류 측 단판
27: 측둘레판
28: 배기구
30, 30a: 내측 케이싱(또는 간단히 케이싱)
31: 케이싱 본체
32: 케이싱 후단면
33: 케이싱 볼록부
33f, 33fa: 최종단 볼록부
33b: 볼록 기부
33i: 진입부
33ua: 최종단 상류 측 볼록부(또는 상류 측 케이싱 볼록부)
33da: 최종단 하류 측 볼록부(또는 하류 측 케이싱 볼록부)
34ua: 케이싱 상류 측 대향면
34d, 34db: 케이싱 하류 측 대향면
35u: 케이싱 상류 측 시일면(또는 케이싱 타방 측 시일면)
35ua: 케이싱 상류 측 시일면(또는 케이싱 일방 측 시일면, 또는 시일면)
35d: 케이싱 하류 측 시일면(또는 케이싱 일방 측 시일면, 또는 시일면)
35da, 35db: 케이싱 하류 측 시일면(또는 케이싱 타방 측 시일면)
41: 제1 드레인 회수 공간(또는 간단히 드레인 회수 공간)
41u: 상류 측 제1 공간 획정면
41d: 하류 측 제1 공간 획정면
41i: 내측 제1 공간 획정면
41o: 외측 제1 공간 획정면
42: 제2 드레인 회수 공간
42u: 상류 측 제2 공간 획정면
42i: 내측 제2 공간 획정면
42o: 외측 제2 공간 획정면
43: 제3 드레인 회수 공간
45, 45a: 제1 드레인 배출 통로(또는 드레인 배출 통로)
46: 제2 드레인 배출 통로
47: 제3 드레인 배출 통로
50: 시일 부재
60, 60a: 최종단 정익 세그먼트
60u: 상류 측 정익 세그먼트
61: 정익
62: 공동
63: 익면 드레인 통로
70, 70a: 외측 익환
71: 익환 본체
72: 가스 패스면
73: 가스 패스 반대면
74: 익환 후단면
75: 익면 드레인 회수 통로
76: 가스 패스면 드레인 회수 통로
77: 드레인 홈
80, 80a: 익환 볼록부
80u: 상류 측 익환 볼록부(타방의 익환 볼록부)
80ua: 상류 측 익환 볼록부(일방의 익환 볼록부)
80d: 하류 측 익환 볼록부(일방의 익환 볼록부)
80da: 하류 측 익환 볼록부(타방의 익환 볼록부)
81ua: 익환 상류 측 대향면
81d, 81db: 익환 하류 측 대향면
82u: 익환 상류 측 시일면
82ua: 익환 상류 측 시일면(또는 간단히 시일면)
82d, 82db: 익환 하류 측 시일면(또는 간단히 시일면)
82da: 익환 하류 측 시일면
83, 83a, 83b, 83c: 시일 홈
Co: 복수기
FP: 증기 유로
ST: 증기 터빈
Ar: 축선
Da: 축선 방향
Dau: 축선 상류 측
Dad: 축선 하류 측
Dc: 둘레 방향
Dr: 직경 방향
Dri: 직경 방향 내측
Dro: 직경 방향 외측

Claims (11)

1. 축선에 대한 둘레 방향으로 뻗는 외측 익환과,
   상기 외측 익환으로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 내측으로 뻗고, 상기 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과,
   상기 외측 익환과는 다른 부재인 시일 부재를 구비하며,
   상기 복수의 정익은, 모두, 자신의 내부에 형성된 공동과, 자신의 표면과 상기 공동을 연통시키는 익면 드레인 통로를 갖고,
   상기 외측 익환은, 익환 본체와, 2개의 익환 볼록부를 가지며,
   상기 익환 본체는, 상기 둘레 방향으로 확대되어 상기 직경 방향 내측을 향하는 가스 패스면과, 상기 둘레 방향으로 확대되어 상기 가스 패스면과 서로 맞댐의 관계에 있는 가스 패스 반대면과, 익면 드레인 회수 통로를 갖고,
   상기 2개의 익환 볼록부는, 상기 가스 패스 반대면으로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 외측으로 돌출되어 상기 둘레 방향으로 뻗으며, 상기 축선이 뻗는 축선 방향에서 서로 간격을 두고 대향하여, 상기 익환 본체의 외주 측에 존재하는 케이싱과 공동하여 상기 2개의 익환 볼록부의 사이에 드레인 회수 공간을 형성하고,
   상기 익면 드레인 회수 통로는, 상기 공동으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗어 상기 가스 패스 반대면 중에서 상기 2개의 익환 볼록부의 사이의 위치에서 개구되며,
   상기 2개의 익환 볼록부 중 일방의 익환 볼록부는, 시일면을 갖고,
   상기 시일 부재는, 상기 케이싱의 일부와 상기 일방의 익환 볼록부의 상기 시일면의 사이에 배치되어, 상기 시일면에 접촉하고 있는, 정익 세그먼트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 익환 본체는, 상기 가스 패스면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗어 상기 가스 패스 반대면 중에서 상기 2개의 익환 볼록부의 사이의 위치에서 개구되는 가스 패스면 드레인 회수 통로를 갖는, 정익 세그먼트.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 익환 본체는, 상기 2개의 익환 볼록부 중에서, 상기 축선 방향에 있어서의 2개의 측 중 일방의 측인 축선 상류 측에 위치하는 상류 측 익환 볼록부보다 상기 축선 상류 측에서, 상기 가스 패스 반대면으로부터 상기 직경 방향 내측으로 파여 상기 둘레 방향으로 뻗는 드레인 홈을 갖는, 정익 세그먼트.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 정익 세그먼트와,
   상기 정익 세그먼트의 외주 측을 덮는 상기 케이싱을 구비하고,
   상기 케이싱은, 상기 정익 세그먼트로부터 상기 직경 방향 외측으로 멀어지고, 상기 둘레 방향으로 뻗어 상기 정익 세그먼트의 외주 측을 덮는 케이싱 본체와, 적어도 하나의 케이싱 볼록부와, 드레인 배출 통로를 가지며,
   상기 드레인 배출 통로는, 상기 드레인 회수 공간으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗어, 상기 케이싱 본체의 외주면에서 개구되고,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부는, 상기 외측 익환과 공동하여, 상기 가스 패스 반대면보다 상기 직경 방향 외측이며 상기 2개의 익환 볼록부와의 사이에 상기 드레인 회수 공간이 형성되도록, 상기 케이싱 본체로부터 상기 직경 방향 내측으로 돌출되어 상기 둘레 방향으로 뻗으며,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 일부가, 상기 2개의 익환 볼록부에 있어서의 상기 일방의 익환 볼록부와 타방의 익환 볼록부 중, 상기 타방의 익환 볼록부와 상기 축선에 대한 직경 방향의 위치가 중첩되고, 또한 상기 타방의 익환 볼록부보다, 상기 축선 방향에 있어서의 2개의 측 중 일방의 측인 축선 상류 측과 타방의 측인 축선 하류 측 중 상기 축선 하류 측에 위치하며,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 상기 일부는, 상기 축선 상류 측을 향하는 케이싱 타방 측 시일면을 갖고,
   상기 타방의 익환 볼록부는, 상기 축선 하류 측을 향하여, 상기 케이싱 타방 측 시일면과 접촉 가능한 익환 타방 측 시일면을 가지며,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 다른 일부는, 상기 시일 부재와 접촉하는 케이싱 일방 측 시일면을 갖고,
   상기 일방의 익환 볼록부는, 상기 케이싱 일방 측 시일면과 간격을 두고 대향하며, 상기 시일면으로서의 익환 일방 측 시일면을 갖고,
   상기 시일 부재는, 상기 케이싱 일방 측 시일면과 상기 익환 일방 측 시일면의 사이에 배치되어 있는, 증기 터빈.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 2개의 익환 볼록부 중에서, 상기 축선 상류 측에 위치하는 상류 측 익환 볼록부는, 상기 타방의 익환 볼록부를 이루고,
   상기 상류 측 익환 볼록부는, 상기 축선 하류 측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗는, 상기 익환 타방 측 시일면으로서의 익환 상류 측 시일면을 가지며,
   상기 2개의 익환 볼록부 중에서, 상기 상류 측 익환 볼록부보다 상기 축선 하류 측에 위치하는 하류 측 익환 볼록부는, 상기 일방의 익환 볼록부를 이루고,
   상기 하류 측 익환 볼록부는, 상기 축선 상류 측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗거나, 또는 상기 직경 방향 외측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗는, 상기 익환 일방 측 시일면으로서의 익환 하류 측 시일면을 가지며,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 적어도 일부가 상기 2개의 익환 볼록부의 사이에 들어가고,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부는, 외측 공간 획정면과, 상기 케이싱 일방 측 시일면으로서의 케이싱 하류 측 시일면과, 상기 케이싱 타방 측 시일면으로서의 케이싱 상류 측 시일면을 가지며,
   상기 외측 공간 획정면은, 상기 가스 패스 반대면 중에서 상기 2개의 익환 볼록부의 사이의 부분인 내측 공간 획정면과 상기 축선에 대한 직경 방향에서 간격을 두고 대향하고,
   상기 케이싱 상류 측 시일면은, 상기 익환 상류 측 시일면과 접촉 가능하게 상기 익환 상류 측 시일면과 대향하며,
   상기 케이싱 하류 측 시일면은, 상기 익환 하류 측 시일면과 간격을 두고 대향하고,
   상기 시일 부재는, 상기 케이싱 하류 측 시일면과 상기 익환 하류 측 시일면의 사이에 배치되어 있는, 증기 터빈.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부의 상기 적어도 일부가 상기 2개의 익환 볼록부의 사이에 들어가는 진입부를 이루고,
   상기 진입부는, 상기 직경 방향 내측을 향하는 면과, 상기 축선 상류 측을 향하는 상기 케이싱 상류 측 시일면과, 상기 축선 하류 측을 향하는 케이싱 하류 측 대향면을 가지며,
   상기 진입부의 상기 직경 방향 내측을 향하는 면이 상기 외측 공간 획정면을 이루고,
   상기 진입부의 상기 케이싱 하류 측 대향면은, 상기 하류 측 익환 볼록부에서 상기 축선 상류 측을 향하는 면의 일부인 익환 하류 측 대향면과, 상기 축선 방향에서 대향하며,
   상기 케이싱 상류 측 시일면과 상기 익환 상류 측 시일면의 사이의 상기 축선 방향의 거리는, 상기 케이싱 하류 측 대향면과 상기 익환 하류 측 대향면의 사이의 상기 축선 방향의 거리보다 작거나, 또는 0인, 증기 터빈.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 상류 측 익환 볼록부는, 상기 익환 상류 측 시일면보다 상기 직경 방향 내측에 위치하고, 상기 축선 하류 측을 향하여, 상기 드레인 회수 공간의 상기 축선 상류 측의 가장자리를 획정하는 상류 측 공간 획정면을 가지며,
   상기 하류 측 익환 볼록부는, 상기 익환 하류 측 대향면보다 상기 직경 방향 내측에 위치하고, 상기 축선 상류 측을 향하여, 상기 드레인 회수 공간의 상기 축선 하류 측의 가장자리를 획정하는 하류 측 공간 획정면을 가지며,
   상기 상류 측 공간 획정면은, 상기 익환 상류 측 시일면보다 상기 축선 하류 측에 위치하고,
   상기 하류 측 공간 획정면은, 상기 익환 하류 측 대향면보다 상기 축선 상류 측에 위치하는, 증기 터빈.
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 하류 측 익환 볼록부는, 상기 익환 하류 측 대향면으로부터 상기 축선 하류 측으로 파이고, 상기 둘레 방향으로 뻗어, 상기 시일 부재가 들어가는 시일 홈을 가지며,
   상기 시일 홈의 바닥면이, 상기 축선 상류 측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗는 상기 익환 하류 측 시일면을 이루는, 증기 터빈.
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 2개의 익환 볼록부 중에서, 상기 축선 상류 측에 위치하는 상류 측 익환 볼록부는, 상기 일방의 익환 볼록부를 이루고,
   상기 상류 측 익환 볼록부는, 상기 직경 방향 외측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗거나, 또는 상기 축선 상류 측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗는, 상기 익환 일방 측 시일면으로서의 익환 상류 측 시일면을 가지며,
   상기 2개의 익환 볼록부 중에서, 상기 축선 하류 측에 위치하는 하류 측 익환 볼록부는, 상기 타방의 익환 볼록부를 이루고,
   상기 하류 측 익환 볼록부는, 상기 축선 하류 측을 향하여 상기 둘레 방향으로 뻗는, 상기 익환 타방 측 시일면으로서의 익환 하류 측 시일면을 가지며,
   상기 적어도 하나의 케이싱 볼록부는, 상기 축선 방향에서 서로 간격을 두고 대향하는 2개의 케이싱 볼록부를 갖고,
   상기 케이싱 본체에서 상기 직경 방향 내측을 향하는 면 중에서 상기 2개의 케이싱 볼록부의 사이의 부분은, 상기 가스 패스 반대면 중에서 상기 2개의 익환 볼록부의 사이의 부분인 내측 공간 획정면과 상기 축선에 대한 직경 방향에서 간격을 두고 대향하는 외측 공간 획정면을 이루며,
   상기 2개의 케이싱 볼록부 중, 상기 축선 상류 측의 상류 측 케이싱 볼록부는, 상기 익환 상류 측 시일면과 간격을 두고 대향하는, 상기 케이싱 일방 측 시일면으로서의 케이싱 상류 측 시일면을 갖고,
   상기 2개의 케이싱 볼록부 중, 상기 축선 하류 측의 하류 측 케이싱 볼록부는, 상기 축선 상류 측을 향하여, 상기 익환 하류 측 시일면과 접촉 가능하게 상기 익환 하류 측 시일면과 대향하는, 상기 케이싱 타방 측 시일면으로서의 케이싱 하류 측 시일면을 가지며,
   상기 시일 부재는, 상기 케이싱 상류 측 시일면과 상기 익환 상류 측 시일면의 사이에 배치되어 있는, 증기 터빈.
10. 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 익환과 상기 케이싱은, 서로 공동하여, 상기 2개의 익환 볼록부와의 사이의 상기 드레인 회수 공간인 제1 드레인 회수 공간 외에, 상기 케이싱 본체와 상기 가스 패스 반대면의 사이이며, 상기 2개의 익환 볼록부 중에서 상기 축선 하류 측에 위치하는 하류 측 익환 볼록부를 통하여, 상기 제1 드레인 회수 공간의 상기 축선 하류 측에 인접하는 제2 드레인 회수 공간이 형성되도록, 구성되고,
    상기 케이싱 본체는, 상기 제2 드레인 회수 공간으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하여 뻗어, 상기 케이싱 본체의 외주면에서 개구되는 제2 드레인 배출 통로를 갖는, 증기 터빈.
11. 청구항 4 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정익 세그먼트는, 상기 케이싱보다, 증기에 대한 내식성이 높은 재료로 형성되어 있는, 증기 터빈.

Images